浅谈变电站设备的在线监测

杨 超,刘 峰（沈阳电业局电气安装公司，辽宁沈阳，110003）

浅谈变电站设备的在线监测

杨 超,刘 峰
（沈阳电业局电气安装公司，辽宁沈阳，110003）

随着社会和经济的发展，电力用户对供电可靠性的要求越来越高。因此，对变电站设备进行在线监测，确保供电系统安全可靠运行愈发重要。本文首先阐述了变电站在线监测的重要意义，之后提出了在线监测系统的要求。在对监测系统简介中，概括了系统的组成，介绍了六类变电站常用的在线监测，最后从实际应用角度出发，对各类在线监测作了比较分析，对工程应用具有指导意义。

变电站；在线监测；可靠运行

1 实现变电站设备在线监测的意义

第一，通过对电力设备的运行状态和参数进行连续或周期性地自动监视监测，能尽早地发现电力设备潜在的不正常因素，以便及时采取措施处理，或转移负荷。防止潜在的不正常因素发展成为事故，造成设备损坏或供电的损失。第二，通过在线监测装置提供的运行电力设备的运行状况和参数分析可得出电力设备的“健康状况”，确定电力设备是否需要检修。第三，在线监测系统可以实现信息远传，对于无人值班变电站可实现设备的远方监视。第四，通过在线监测可积累设备的运行资料，以利于电力设备的科学管理。

2 对在线监测系统的要求

一是在线监测系统必须安全、可靠，它的接入不应改变被监测设备的完整性和正常运行，不能增加被监视设备的薄弱环节；二是在线监测系统技术成熟、先进，具有测量数字化、功能集成化、通信网络化等主要技术特征；三是在线监测系统应该经济、实用。

3 在线监测系统简介

3.1 在线监测系统的组成

变电站在线监测系统主要由在线监测装置、综合监测单元和站端检测单元组成，实现在线监测状态数据的采集、传输、后台处理及存储转发功能。在线监测装置主要指安装在被监测设备上或附近的传感器，用以自动采集，处理和发送被监测设备的状态信息。监测装置能通过现场总线、以太网、无线等通信方式与综合监测单元或直接与站端监测单元通信。综合监测单元是以被监测设备为对象，接收安装在被监测设备上的在线监测装置发送的数据，并对数据进行加工处理，实现与站端监测单元进行标准化数据的通信。站端监测单元即在线监测系统的后台机，以变电站为对象，承担站内全部监测数据的分析和对监测装置、综合监测单元的管理。实现对监测数据的综合分析、预警功能，以及对监测装置和综合监测单元设置参数、数据转换、对时、强制重启等控制功能，并能与变电站的监控系统和系统主站进行标准化通信。

3.2 变电站常用的在线监测

3.2.1 带油设备配置的油中溶解气体在线监测

变压器等油浸设备油中的溶解气体（含微水）在线监测，是采用色谱分析法，实时监测变压器油中的溶解气体及微水含量，监测的气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔、乙烷，可扩展监测二氧化碳及微水。根据所测气体的色谱分析结果，判断变压器的运行状况。根据GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》及制造商积累的经验，按照“唯一性标识、故障部位、故障模式（内部放电类型）、风险程度（用百分数表示）”的报文格式提出监测报告。被监测的油浸设备应有符合色谱法取样要求的专门管路，并能在设备不停电条件下进行维护，且不得降低带油设备本身的密封性能。

3.2.3 避雷器的在线监测

在正常情况下，氧化锌避雷器内部有阻性和容性电流通过，其中以容性电流为主。当避雷器在工频电压、冲击电压及内部受潮等因素的长期作用下而趋于老化时，绝缘特性遭到破坏，表现为阻性电流增加，并可能引起热崩溃，致使避雷器发生爆炸。避雷器在线监测除了具备监测避雷器持续电流及记录避雷器动作次数的功能外，其最大特点是能监测三相避雷器持续电流（泄漏电流）矢量和的值，即3值。监测器利用3值与阻性电流增量紧密相关的关系，能够及时监测到避雷器的早期故障，向变电站监控中心发送避雷器运行异常信息，从而达到故障报警的目的。

3.2.4 断路器机构状态及三相分、合闸同期性的监测

通过监测动触头运动特性的分、合闸实践、速度、行程、超程来反映同期性问题，并监测动力机构、传动机构的运行情况以及连接状态。断路器只有保证有适当的分、合闸时间，才能充分发挥其开断电流的能力。如果分闸时间过长，则会使燃弧时间增加，特别是在切除短路故障时，燃弧时间长可能会使触头烧损，甚至发生爆炸。分、合闸时间严重不同期，将造成线路或变压器非全相接入或切断，甚至出现危害绝缘的过电压。可见，分、合闸时间及同期性是断路器性能的重要保证。

3.2.5 电气设备局部放电的在线监测

局部放电主要是电气设备在高电压作用下，其内部绝缘发生的发电现象。这种放电只存在于绝缘的局部位置，不会立即形成整个绝缘贯穿性击穿或闪络，所以称为局部放电。产生局部放电的原因有：电场过于集中于某点，或者说某点电场强度过大，如固体介质有气泡，杂质未除净；绝缘油中含水、含气、有悬浮颗粒；不同的介质组合中，在界面处有严重的电场畸变。局部放电的痕迹在固体绝缘上常常只留下一个小斑点，或树枝形烧痕；在绝缘油中，则出现一些分解的小气泡。局部放电时间虽短，能量也很小，但具有很大的危害性，它的长期存在对绝缘材料将产生较大的破坏作用。

4 各类在线监测的比较分析

目前，油浸设备的油中溶解气体在线监测、六氟化硫气体绝缘开关设备气体压力和湿度在线监测、避雷器的在线监测在工程中应用效果较好，费用不高，可推广采用。局部放电在线监测费用较高，投入运行的较少，实际运行的稳定性和准确性不高，不宜在工程中大量采用。断路器的在线监测比较复杂，也不宜在工程中大量采用。在实际工程中，如站内多种设备、多种参量均配置在线监测系统，设备投资较高。考虑到经济性因素，可采用在线监测和离线监测相结合的方式，建议在较低电压等级、重要性相对较低的某些设备参量，如GIS局部放电等，可采用预置传感器，预留数据接口，通过便携装置进行离线监测，通过在线与离线的有机结合，在实现全面监测的基础上降低设备造价。

[1]宋继成.220-500kV变电站电气接线设计[J].北京：中国电力出版社,2014.

[2]武登峰.智能变电站1000问[J].北京:中国电力出版社，2014.

[3]郭赫.变电一次设备故障预测及检修方法分析[J]. 今日科苑. 2014(12)

[4]魏本刚,孙莹,张桦,董雪静,安蕾蕾. 变电站主电气设备在线监测的研究[J]. 西北电力技术. 2004(04)

On-line monitoring of substation equipment

Yang Chao,Liu Feng
（Shenyang Electric Power Bureau electrical installation company,Liaoning Shenyang,110003）

With the social and economic development, electricity supply reliability users have become increasingly demanding. Therefore, the substation equipment online monitoring to ensure safe and reliable operation of the power supply system become more important. This paper describes the importance of on-line monitoring of the substation, after proposed requirements online monitoring system. In the introduction of the monitoring system, it summarizes the components of the system, introduced six substation common line monitoring, and finally from the practical point of view, a comparative analysis of various types of online monitoring, guiding significance for engineering applications.

Substation on-line monitoring and reliable operation

TM63;TM764

A

杨超（1984-），男，汉族，一级建造师，本科，毕业于辽宁工程技术大学自动化专业，主要从事变电站工程建设管理工作。

刘峰（1988-），男，汉族，助理工程师，本科，毕业于沈阳农业大学农业电气工程及自动化专业，主要从事变电站工程建设管理工作。